La mayoría de los principales peligros naturales asociados con la actividad geológica, incluidos los grandes terremotos, las erupciones volcánicas y los tsunamis, ocurren cuando las placas tectónicas duras chocan en la litosfera o capa exterior de un planeta. Debajo de las placas está la astenosfera, una capa de 200 millas de espesor del manto superior de la Tierra hecha de material sobrecalentado, en parte roca dura y en parte magma viscoso, que suaviza el movimiento de las placas. Desde el descubrimiento de la tectónica de placas hace 50 años, los científicos han logrado un gran progreso en la comprensión de estos procesos, pero aún se desconoce mucho sobre este sistema altamente complejo, particularmente cómo las propiedades de la astenosfera contribuyen a los eventos sísmicos y volcánicos.

Señor James Guerty y profesor asociado ryan portero de la Universidad del Norte de Arizona Escuela de Tierra y Sostenibilidad Recientemente recibió $473,000 de la Fundación Nacional de Ciencias para estudiar la placa oceánica de Cocos debajo de América Central. NAU está colaborando en un proyecto importante dirigido por Samer Nayef del Instituto de Tecnología de Georgia. Gaherty y Porter liderarán las secciones sísmicas de la misión, mientras que Naif liderará un esfuerzo para realizar imágenes electromagnéticas. El equipo de la NAU, que incluye estudiantes de posgrado y científicos principiantes, participará en dos expediciones de investigación al Océano Pacífico durante los próximos cuatro años para investigar los procesos tectónicos y geodinámicos de esta región que controlan las fallas, el magma, la deformación de la superficie y la antropogenicidad asociada. . influencias.

El equipo utilizará sensores de fondo marino únicos para recopilar datos sobre señales sísmicas y devolverlos al Laboratorio de Geofísica de la NAU, donde los estudiantes de posgrado y pregrado obtendrán experiencia en investigación a través del análisis de datos. Las imágenes sísmicas generadas por la placa de Cocos y la astenosfera se combinarán con las imágenes electromagnéticas complementarias creadas por Naif y su equipo.

“Gran parte de la investigación en ciencias de la Tierra se centra en los procesos en curso, por ejemplo, analizando por qué un terremoto comienza y se detiene dónde y cuándo ocurre, o exactamente cómo se eleva el magma desde pequeñas bolsas de fusión en las profundidades del manto y se acumula en el magma. cámara justo debajo de la superficie”.

“Sin embargo, la comprensión de estos procesos en un sitio determinado aún requiere una mejor comprensión del sistema más grande, incluidas las fuerzas impulsoras de las placas, los tipos de rocas involucradas, las condiciones que hacen que esas rocas se rompan, la formación de fallas y terremotos. y las condiciones que fluyen debajo de ellas como masilla tonta o derretimiento, lo que puede conducir a la formación de volcanes. La astenosfera juega un papel importante en el control de cómo se mueven las placas y proporciona la fuente de fusión para la mayoría de los volcanes. es y cuánto derretimiento produce, podemos comprender mejor los procesos que subyacen tanto a la actividad volcánica como al movimiento de los volcanes, las placas que conducen a los terremotos”.

Usando una flota de sismógrafos de fondo oceánico (OBS) y electromagnetómetros de fondo oceánico (OBEM), el equipo se centrará en los datos del fondo marino en un área frente a la costa oeste de América Central, a través de una característica llamada Zona de Fractura de Nicaragua (NFZ) . . La profundidad del agua en esta región varía de 3.000 a 4.500 metros (9.800 a 14.700 pies). OBS y OBEM operarán de forma independiente en el fondo del mar, registrando señales sísmicas y electromagnéticas naturales durante aproximadamente un año.

“Usando imágenes sísmicas y electromagnéticas de fuente pasiva para determinar la velocidad de corte y la resistencia eléctrica de la litosfera y la astenosfera a ambos lados de la zona nula”, dijo Gherty, “abordaremos una serie de preguntas clave relacionadas con el estado de la astenosfera y la naturaleza de la actividad volcánica tierra adentro cerca de donde se juntan las placas de Cocos y Nazca y el Pacífico”.

En última instancia, el equipo espera proporcionar una nueva comprensión de cuánto se derrite en la astenosfera y el papel que desempeña en los procesos volcánicos y el movimiento de las placas.

Gaherty, quien se unió a NAU en 2020, ha trabajado en varios otros proyectos utilizando métodos similares en otras partes del Pacífico, pero esta es la primera vez que trabaja en esta región. Para obtener más información sobre campañas anteriores de Gaherty, visite esta investigación. Artículos Con entradas escritas por muchos académicos y estudiantes.

“Me encantaría tener la oportunidad de recolectar datos que tomen muestras de partes de la Tierra que nunca han sido fotografiadas de otra manera”, dijo Gerty. Históricamente, las redes sísmicas estaban restringidas a la tierra y, en muchos casos, a áreas altamente desarrolladas. A lo largo de mi carrera, he tenido la oportunidad de explorar una amplia variedad de sistemas tectónicos que no se habían explorado previamente con este tipo de técnicas sísmicas, incluidas ubicaciones remotas en los Territorios del Noroeste de Canadá, islas en el extremo este de Papua Nueva Guinea y en las profundidades del lago Malawi en el este de África. Las cuencas oceánicas son particularmente especiales y esta será la quinta investigación sísmica del Pacífico que dirijo personalmente. Los datos nos han llevado a mí, a mis alumnos y a mis compañeros de trabajo a una mejor comprensión de los procesos que impulsan la evolución de los paneles. También vive como datos únicos que una amplia gama de otros investigadores pueden explotar. La NASA destaca la emoción de explorar nuevos planetas. Me siento tan aliviado de explorar las profundidades de las cuencas oceánicas de la Tierra de formas que nunca antes había visto”.

El equipo trabajará con socios internacionales para compartir datos y mejorar la comprensión.

El equipo colaborará directamente con socios internacionales en la región que representan redes sísmicas nacionales en El Salvador, Nicaragua y Costa Rica. Se invitará a representantes de cada organización a unirse a las dos misiones, adquiriendo una formación y experiencia únicas en la recopilación de datos oceanográficos y geofísicos e instrumentación en el fondo del océano, y permitiendo una variedad de análisis científicos que mejorarán la comprensión de los riesgos de terremotos y tsunamis en la región. .

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